Виды для экосистем — как клетки для человеческого тела, согласно математической модели

Экосистема подобна большому организму: виды в ней ведут себя аналогично клеткам в человеческом теле — группа формирует постоянную сущность, хотя составляющие её элементы постоянно замещаются. К такому выводу пришли исследователи из Университета Карлоса III в Мадриде на основе теоретического исследования.

Учёные разработали математическую модель, воссоздающую поведение экосистемы, чтобы наблюдать её динамику и реакции в разных ситуациях. Они обнаружили, что экосистема достигает состояния, в котором остаётся более или менее неизменной, несмотря на непрерывную замену одних видов другими. Это похоже на процессы в человеческом организме.

"Вкратце: виды меняются, но структура — нет", — комментирует профессор Хосе А. Куэста, один из авторов исследования.

С этой точки зрения, многоклеточные существа также можно считать экосистемами. Мы состоим из разных типов клеток, которые сотрудничают и конкурируют за ресурсы; нас колонизируют различные бактерии, а вирусы могут участвовать в регуляции нашей ДНК. Эти сущности постоянно замещаются, но мы остаёмся собой — то же происходит и с экосистемами.

Ключевое следствие: это заставляет рассматривать экосистемы как целостные сущности, а не просто как наборы видов.

"Мы одержимы сохранением видов, но гораздо важнее сохранять экосистемы", — отмечают учёные.

Иногда может быть полезно заменить исчезающий вид другим — со сходными взаимодействиями в экосистеме — чтобы спасти саму экосистему.

Что показала модель:

• Экосистема формируется по мере вторжения новых видов, но достигает точки, когда структура становится устойчивой и не допускает дальнейшего добавления, хотя позволяет обмен элементами.
• Подтверждён эффект "крупного хищника", наблюдаемый в реальных экосистемах: исчезновение хищника, регулировавшего популяцию жертв, может привести к истощению ресурсов и вымиранию самих жертв.

Преимущества математического моделирования:

• Позволяет изучать эволюцию экосистем в огромных временных масштабах (века, тысячелетия), что эмпирически неосуществимо.
• Помогает сосредоточиться на типах данных, необходимых для проверки гипотез.

Исследование опубликовано в Journal of Theoretical Biology.